VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

Актуальность экологического мониторинга приобрела особую значимость в конце ХХ в. с увеличением антропогенного воздействия на окружающую среду. Наряду с традиционными методами контроля химического загрязнения путем исследования проб воды, воздуха, почв, существуют методы биоиндикации, основанные на изменении морфологических структур растений под влиянием техногенных поллютантов.

Наиболее часто применяется оценка стабильности живых организмов по уровню асимметрии морфологических структур, в частности выраженности флуктуирующей асимметрии. Флуктуирующая асимметрия (ФА) представляет собой незначительные ненаправленные различия между правой и левой сторонами и является результатом ошибок в ходе индивидуального развития организма. При нормальном состоянии окружающей среды их уровень минимален, при возрастающем негативном воздействии увеличивается, что ведет к повышению асимметрии [2, 6,7]. Показатель ФА позволяет фиксировать даже незначительные отклонения параметров среды, еще не приводящих к существенному снижению жизнеспособности особи [3].

Цель нашего исследования - оценка качества урбаносреды в районе Ивановское г. Москвы.

Материалы и методика исследований. Объектом исследования для определения степени нарушения стабильности развития выбрана береза повислая (BetulapendulaRoth). Сбор материала проводился в октябре 2013 г. в ВАО г. Москвы на улице Сталеваров согласно методике «Флуктуирующая асимметрия древесных и травянистых форм растений как тест-система оценки качества среды» [4]. Для экспресс-оценки было собрано 10 образцов листьев берёзы повислой (BetulapendulaRoth)(рис.1) с нескольких деревьев.

Для оценки величин ФА исследованы 5 билатеральных признаков, характеризующих общие особенности листа, удобные для учета и дающие возможность однозначной оценки (рис.1):

1 - ширина левой и правой половинок листа; 2 - расстояние от основания до конца жилки второго порядка, второй от основания листа; 3 - расстояние между основаниями первой и второй жилок второго порядка; 4 - расстояние между концами первой и второй жилок второго порядка; 5 - угол между главной жилкой и второй от основания листа жилкой второго порядка.

Рис. 1.Схема промеров, используемых для оценки стабильности развития березы повислой (Betulapendula)

Измерения проводили на гербаризованном материале с помощью штангенциркуля, линейки и транспортира. Для мерных признаков величина асимметрии у растений рассчитывается как различие в промерах слева и справа, отнесенное к сумме промеров на двух сторонах. Интегральным показателем стабильности развития для комплекса мерных признаков является средняя величина относительного различия между сторонами на признак. Этот показатель рассчитывается как среднее арифметическое суммы относительной величины асимметрии по всем признакам у каждой особи, отнесенное к числу используемых признаков. Сначала вычисляется относительная величина асимметрии для каждого признака. Для этого модуль разности между промерами слева (Л) и справа (П) делят на сумму этих же промеров:|Л-П| / |Л+П|. Затем вычисляют показатель асимметрии для каждого листа. Для этого суммируют значения относительных величин асимметрии по всем признакам и делят на число признаков. На последнем этапе вычисляется интегральный показатель стабильности развития - величина среднего относительного различия между сторонами на признак. Для этого вычисляют среднюю арифметическую величину асимметрии для выборки листьев. Это значение округляется до третьего знака после запятой.

Для оценки степени выявленных отклонений от нормы использовали балльную шкалу оценки, характеризующую уровень загрязнения территории на основе показателя ФА (табл. 1).

Таблица 1

Шкала оценки отклонений состояния организма от условной нормы по величине интегральногопоказателя стабильности развития

для березы повислой (Betulapendula)

Балл	Величина показателя стабильности развития	Характеристика
I	0,054	Крайне неблагоприятные условия, растения находятся в сильно угнетенном состоянии

Результаты и их обсуждение. В таблицах 2 и 3 приведены результаты расчета средней относительной величины асимметрии на признак для 5 промеров листа у 10 растений.

Таблица 2

Оценка стабильности развития с использованием мерных признаков (промеры листа)

Номер образца	Номер признака
	1		2		3		4		5
	л	п	л	п	л	п	л	п	л	п
1	23	25	40	39	5	8	16	19	45	49
2	26	22	42	39	6	6	19	17	48	50
3	18	18	36	34	9	8	18	19	40	48
4	18	19	27	29	11	8	19	15	45	50
5	23	29	43	45	5	6	14	12	50	52
6	27	30	45	43	7	7	16	12	47	52
7	24	27	46	49	8	5	18	16	38	40
8	25	24	42	43	8	8	16	17	33	35
9	20	25	40	45	11	10	19	18	42	38
10	19	21	38	39	8	7	11	15	50	46

л, п – значение признака справа и слева

Таблица 3

Мерные признаки для расчета показателя стабильности развития

Номер образца	Номер признака					Величина асимметрии листа
	1	2	3	4	5
1	0,042	0,013	0,023	0,085	0,042	0,041
2	0,083	0,037	0	0,055	0,021	0,039
3	0	0,028	0,058	0,027	0,090	0,040
4	0,027	0,035	0,157	0,117	0,052	0,077
5	0,115	0,022	0,090	0,076	0,019	0,064
6	0,052	0,022	0	0,142	0,050	0,053
7	0,059	0,032	0,230	0,059	0,026	0,081
8	0,021	0,012	0	0,031	0,030	0,020
9	0,111	0,058	0,047	0,027	0,050	0,058
10	0,050	0,012	0,066	0,153	0,041	0,064
Величина асимметрии в выборке:						Х = 0,054

Величина флуктуирующей асимметрии в выборке составляет 0,054 и имеет IV балла по шкале оценки отклонений (табл. 1), что соответствует сильно загрязненному району.

Полученные данные можно объяснить интенсивной антропогенной нагрузкой в данном районе г. Москвы. Ведущее место в загрязнении атмосферы в районе ВАО занимает автомобильный транспорт (более 80%). Особой интенсивностью движения и, следовательно, объемами выбросов отличается участок МКАД, проходящий по восточной границе округа и шоссе Энтузиастов. На территории округа имеется несколько крупных промзон («Соколиная гора», «Прожектор», «Нефтепродукт», Московский электродный завод и др.), которые существенно влияют на экологическую обстановку прилежащих районов. Преобладающие в Москве западные ветры приносят на территорию района Ивановское вредные выбросы из соседних округов (центрального и юго-восточного).

Таким образом, полученные результаты указывают на экологическое неблагополучие в районе исследования. Полученные данные позволяют сделать следующие предложения: 1. Принять меры по оздоровлению среды в данном районе. 2. Провести исследования по оценке и анализу флуктуирующей асимметрии листьев березы повислой на территории других районов города, что позволит актуализировать базу данных о состоянии окружающей среды г. Москвы.

Литература

1. Захаров В.М. Асимметрия животных. М.: Наука.- 1987.- 161 с.

2. Захаров В.М., Баранов А.С., Борисов В. И. и др. Здоровье среды: методика оценки. М.: Центр экологической политики России, 2000. 66 с.

3. Корона В.В., Васильев А.Г. Строение и изменчивость листьев растений: основы модульной теории. 2-е изд, испр. и доп.- Екатеринбург. - 2007. 280с.

4. Мукминов М.Н., Шуралев Э.А. Методы биоиндикации – Казань, 2011. – 48с.

5. Савинцева Л.С., Егошина Т.Л. Оценка урбаносреды г. Кирова на основе анализа флуктуирующей асимметрии листовой пластинки березы повислой //Вестник удмуртского университета. Биололгия. Науки о Земле. – Вып.3. – 2012. – с. 31-37.

6. Palmer A.R. Strobeck C. Fluctuating asymmetry as a measure of developmental stability: implications of nonnormal distributions and power of statistical tests// Acta Zool. Fenn. 1992. Vol. 191. P. 57-72

Код для цитирования: Скопировать